DE1764609C3

DE1764609C3 - Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1764609C3
Application number: DE19681764609
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7064 Geradstetten; Strelow Gert 7000 Stuttgart Söhner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Filing date: 1968-07-04
Publication date: 1976-04-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen, mit einem Zündkondensator, der einerseits zur Aufladung mit einer Ladewicklung eines Magnetgenerators verbunden ist und andererseits durch einen steuerbaren elektronischen Entladeschalter über die Primärwicklung eines mit seiner Sekundärwicklung an wenigstens einer Zündkerze liegenden Zündtransformators entladen wird, wobei zur Erzeugung einer Steuerspannung in einem Steuerstromkreis des Entladeschalters eine Steuerwicklung vorgesehen ist, deren induktive Beeinflussung gesondert von derjenigen der Ladewicklung erfolgt, wobei die induktive Beeinflussung der Ladewicklung durch ein im Magnetgenerator angeordnetes und von der Brennkraftmaschine relativ zur Ladewicklung und zur Steuerwicklung bewegbares Magnetsystem erfolgt, und wobei schließlich bei unzulässiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine durch Herabsetzung wenigstens einer der für die Entladung des Zündkondensators notwendigen elektrischen Größen bei verdichtetem Gasgemisch die Erzeugung eines Zündfunkens unterdrückt wird.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet solcher Zündeinrichtungen liegt bei Zweitaktbrennkraitmaschinen zum Antrieb von Motorsägen, Seilwinden, Zweiradfahrzeugen u. dgl. Zweitaktbrennkraftmaschinen neigen jedoch leicht dazu, daß sie beim Anlassen bzw. beim Pendeln im Leerlauf zurückschlagen und dann in der falschen Drehrichtung weiterlaufen. Geschieht das bei einem Fahrzeug, so kann durch das überraschend in ungewollter Richtung anfahrende Fahrzeug ein Unfall verursaehl werden.

Bei einer aus der FR-PS 13 69 469 bekannten Zündvorrichtung wird vorgeschlagen, die Brennkraftmaschine dadurch rücklaufsicher zu machen, daß ein magnetischer Geber mit einem rotierenden Leitstück zusammenwirkt, das eine radiale Fianke auf der einen Seite und eine sogenannte Rampe mit zunehmender Höhe auf der anderen Seite hat, die bei Rücklauf der

ίο Brennkraftmaschine die Erzeugung einer für das Umsteuern des elektronischen Schalters ausreichend hohe Steuerspannung verhindern soll. Diese Lösung weist sowohl wirtschaftliche als auch technische und funktionell Mangel auf. So ist zur Steuerung ein

15' zusätzliches Magnetsystem im Geber erforderlich, welches mit einem besonderen, an der Rotornabe anzubringenden Kraftlinienleitstück zusammenwirkt. Durch das relativ schwache Magnetfeld des Gebers und durch die relativ geringe Umfangsgeschwindigkeit des Leitstückes ergeben sich zwangläufig für die Steuerwicklung hohe Windungszahlen. Durch Schwingungen der Antriebswelle oder durch Unebenheiten am Leitstückrücken, die praktisch Luftspaltveränderungen im Magnetsystem des Gebers darstellen, werden bereits Störspannungen in der Geberwicklung erzeugt, die zu Fehlzündungen führen und die die Rücklaufsicherheit der Brennkraftmaschine stark herabsetzen. Die Zündanlage bietet daher insbesondere bei höheren Drehzahlen — z. B. beim Hochziehen der Brennkraftmaschine einer Seilwinde in falscher Drehrichtung oder auch beim Rückwärtsrollen eines Kraftrades in kleinem Gang — keine ausreichende Rücklaufsicherheit.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß die Rücklaufsicherheit bei möglichst geringem technischen Aufwand erhöht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die induktive Beeinflussung der Steuerwicklung durch das Magnetsystem erfolgt und daß die induktive Beeinflussung der Ladewicklung und der Steuerwicklung durch das Magnetsystem nacheinander erfolgt.

Eine solche Lösung geht weit über das hinaus, was von einem Fachmann bei Kenntnis der Mangel der bekannten Zündanlage zu erwarten ist, da es für ihn allenfalls naheliegend wäre, die unerwünschten Störspannungen durch bekannte Dämpfungsmittel zu beseitigen. Um zur erfindungsgemäßen Lösung zu gelangen, muß jedoch eine völlig andere Richtung eingeschlagen werden, indem eine neuartige Geberan-Ordnung geschaffen wird, welche ohne eigenes Magnetsystem arbeitet und welche zur Vermeidung von Störspannungen lediglich im Zündbereich induktiv beeinflußt wird.
Die Erfindung weiter ausbildende Einzelheiten und ausgestaltende Merkmale sind an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zündeinrichtung, bei der eine Zündung im unerwünschten Zeitpunkt durch Herabsetzung der Steuerspannung für den elektronischen Entladeschalter vermieden wird,

Fig. 2 bis 4 Zündeinrichtungen, bei denen eine Zündung im unerwünschten Zeitpunkt durch vorzeitige Entladung des Zündkondensalors vermieden wird,

Fig. 5 und 6 Zündeinrichtungen, bei denen eine Zündung im unerwünschten Zeitpunkt durch einen vorzeitig eingeleiteten Zündvorgang vermieden wird, und

Fig. 7 einen Schnitt nach der Schnittlinie VII-VII in der F i g. 6.

In Fig. 1 ist mit 1 ein scheibenförmiges Magnetsystem bezeichnet, das von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine während des Betriebes in Rotation versetzt wird und wenigstens einen ausgeprägten Nordpol N sowie einen ausgeprägten Südpol S an seinem Umfang aufweist. Durch das bewegte Magnetsystem 1 ist eine fest angeordnete Ladewicklung 2 und eine ebenfalls fest angeordnete Steuerwicklung 3 induktiv beeinflußbar. Die Ladewicklung 2 sitzt auf einem E-förmigen Eisenkern 4, der mit seinen Schenkeln 5, 6, 7 dem Magnetsystem 1 zugekehrt ist. Die Ladewicklung 2 liegt mit dem einen seiner beiden Wicklungsenden an einer Masseleitung 8 und mit dem anderen Wicklungsende an der Anode eines Ladegleichrichters 9. Von der Kathode des Ladegleichrichters 9 führen zwei Verbindungen zur Masseleitung 8, von denen die eine Verbindung einen Zündkondensator 10 und die andere Verbindung eine aus der Primärwicklung Il eines Zündtransformators 12 sowie aus der Schaltstrecke A -K eines elektronischen Entladeschalters 13 bestehende Serienschaltung enthält. Die Sekundärwicklung 14 des Zündtransformators 12 bildet mit wenigstens einer Zündkerze 15 eine Serienschaltung, wobei diese Serienschalturig einerseits an der Masseleitung 8 und andererseits an der zwischen der Primärwicklung 11 und dem Entladeschalter 13 vorhandenen Verbindung liegt.

Der elektronische Entladeschalter 13, der im Beispielsfall ein Thyristor ist, hat eine Steuerelektrode C, die über eine mit der Kathode ihr zugekehrte Diode 16 an einem Wicklungsende der Steuerwicklung 3 liegt. Das andere Wicklungsende der Steuerwicklung 3 ist an die Masseleitung 8 angeschlossen. Die Steuerwicklung 3 sitzt auf einem U-förmigen Eisenkern 17, der mit seinen Schenkeln 18,19 dem Magnetsystem 1 zugekehrt ist.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Zündeinrichtung ist folgende:

Wird die als Zweitakter ausgelegte Brennkraftmaschine angeworfen und vorausgesetzt, daß sie in der richtigen Drehrichtung läuft, dann bewegt sich das Magnetsystem 1 mit seinen Polen N, S in Richtung des Pfeiles P zunächst an den Schenkeln 5, 6, 7 des Eisenkernes 4 vorbei, wodurch in der Ladewicklung 2 eine Wechselspannung auftritt. Die positive Halbwelle dieser Wechselspannung gelangt über den Ladegleirhrichter 9 an den Zündkondensator 10 und sorgt dort für die Speicherung elektrischer Energie, wobei der dem Ladegleichrichter 9 zugekehrte Belag positiv und der der Masseleitung 8 zugekehrte Belag negativ wird. Beim Weiterdrehen des Magnetsystems 1 bewegen sich daraufhin die Magnetpole N, 5an den Schenkeln 18,19 des Eisenkernes 17 vorbei, wodurch in der Steuerwicklung 3 eine Wechselspannung erzeugt wird. Diese Wechselspannung gelangt mit ihrer positiven Halbwelle über die Diode 16 an die Steuerelektrode G des elektronischen Entladeschalters 13, wodurch die Schaltstrecke A — K des Entladeschalters 13 eingeschaltet und die Entladung des Zündkondensators 10 über die Primärwicklung 11 des Zündtransformators 12 bewirkt wird. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung 14 des Zündtransformators 12 ein Hochspannungsstoß, der einen elektrischen Überschlag an der Zündkerze 15 hervorruft Dieser elektrische Überschlag führt schließlich zur Entflammung des komprimierten Kraftstoff-Luft-Gemisches im Zylinder der Brennkraftmaschine kurz vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens. Im Normalfall überwindet der Kolben durch seine Bewegungsenergie den oberen Totpunkt, womit der Betrieb der Brennkraftmaschine ordnungsgemäß eingeleitet ist. Bei jeder weiteren Umdrehung des Magnetsystems I wiederholt sich dann der Zündvorgang in der oben beschriebenen Weise.

Es kann nun aber auch vorkommen, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch zwar entflammt wird, der Kolben aber nicht den oberen Totpunkt überwindet,

ίο wodurch dann die Brennkraftmaschine in unerwünschter Weise mit falscher Drehrichtung arbeitet, wenn keine Vorkehrung gemäß der Erfindung getroffen ist. Diese Vorkehrung besteht im Prinzip darin, daß der Zündkondensator 10 bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine gegen eine einen Zündvorgang bewirkende Entladung durch zwangläufige Herabsetzung wenigstens einer der dafür notwendigen elektrischen Größen in dem Zeitpunkt gesichert ist, in dem bei verdichtetem Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die induktive Beeinflussung der Steuerwicklung 3 eine hinsichtlich der Polarität für das Einschalten des elektronischen Entladeschalters 13 geeignete Steuerspannung erzeugt wird.
Eine zweckmäßige Realisierung der vorgenannten

Maßnahme kann durch entsprechende Festlegung des von dem Magnetsystem 1 auf die Steuerwicklung 3 ausgeübten induktiven Einflusses geschehen. Dieser Einfluß ist dabei so festgelegt, daß, wenn das Magnetsystem 1 an den Schenkeln 18, 19 des Eisenkernes 17 vorbeibewegt wird, in der Steuerwicklung 3 für den durch einen Mindeststeuerspannungswert positiver Polarität einschaltbaren elektronischen Entladeschalter 13 eine positive Spannungshalbwelle erzeugt wird, deren Scheitelwert bei richtiger Drehrichtung der

Brennkraftmaschine wenigstens in der Höhe des vorgenannten Mindeststeuerspannungswertes, dagegen

bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine unterhalb dieses Mindeststeuerspannungswertes liegt.

Eine Möglichkeit, die Festlegung des von dem

Magnetsystem 1 auf die Steuerwicklung 3 ausgeübten Einflusses in einfacher Weise zu treffen, ist die, daß die Stirnseiten der Schenkel 18,19 des Eisenkernes 17 von dem Magnetsystem 1 einen in Bewegungsrichtung sich ändernden Abstand a haben. Im Beispielsfall ist die

Steuerwicklung 3 so auf dem Eisenkern 17 angeordnet, daß, wenn das Magnetsystem 1 an den Schenkeln 18,19 des Eisenkernes 17 vorbeibewegt wird, die negative Spannungswelle vor der positiven Halbwelle auftritt. Es wird daher bei richtiger Drehrichtung der Brennkraft-

maschine infolge der allmählichen Zunahme des Magnetflusses eine negative Spannungshalbwelle mit kleinem Scheitelwert, dagegen infolge der plötzlichen Abnahme des Magnetflusses eine positive Spannungshalbwelle mit so hohem Scheitelwert erzeugt, daß der

Mindeststeuerspannungswert an der Steuerelektrode G des elektronischen Entladeschalters 13 erreicht und die Entladung des Zündkcndensators 10 eingeschaltet wird. Demgegenüber wird bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine infolge der plötzlichen Zunahme des Magnetflusses eine negative Spannungswelle mit hohem Scheitelwert, aber infolge der allmählichen Abnahme des Magnetflusses eine positive Spannungshalbwelle mit so niedrigem Scheitelwert erzeugt, daß der Mindeststeuerspannungswert an der Steuerelektro_:

de G des elektronischen Entladeschalters 13 nicht erreicht und demzufolge keine Entladung des Zündkondensators 10 eingeschaltet wird. Ein Betrieb der Brennkraftmaschine in falscher Drehrichtung ist somit

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unmöglich.

Die Zündeinrichtung gemäß Fig.2 gleicht im Prinzip derjenigen nach Fig. 1. Die in beiden Ausführungen hinsichtlich Aufgabe und Wirkungsweise einander entsprechenden Schaltungselemente haben die gleichen Bezugszeichen. Ebenso ergibt sich auch hier die an Hand F i g. 1 beschriebene grundsätzliche Wirkungsweise. Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig.) besteht zunächst einmal darin, daß die Stirnseiten der Schenkel 18, 19 des Eisenkernes 17 gleichmäßigen Abstand von dem Magnetsystem 1 haben. Des weiteren ist hier der Zeitraum zwischen dem Ladevorgang des Zündkondensators 10 und dem Auftreten der in der Steuerwicklung 3 erzeugten Steuerspannung in bezug auf eine bestimmte Geschwindigkeit des Magnetsystems 1 bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine wesentlich kleiner als bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine gewählt. Deshalb haben der Eisenkern 4 der Ladewicklung 2 und der Eisenkern 17 der Steuerwicklung 3 im Sinne der durch den Pfeil P angedeuteten richtigen Drehrichtung einen relativ kleinen Winkelabstand «, dagegen im Sinne der falschen Drehrichtung einen relativ großen Winkelabstand ß. Außerdem ist hier im Unterschied zu F i g. 1 im Nebenschluß des Zündkondensators 10 ein Hilfsentladewiderstand 20 vorgesehen, der als linearer bzw. nichtlinearer Widerstand, beispielsweise als temperaturabhängiger Widerstand (Heißleiter), ausgelegt sein kann. Auf jeden Fall ist der Hilfsentladewiderstand 20 so gewählt, daß sich der Zündkondensator 10 nach erfolgter Aufladung mit einer Zeitkonstanten entladen kann, die zum Zeitpunkt der in der Steuerwicklung 3 auftretenden Steuerspannung bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine eine für einen Zündvorgang noch ausreichende Ladung, dagegen bei falscher Drehrichtung eine für den Zündvorgarg unzureichende Ladung gewährleistet. Dabei empfiehlt es sich, eine mit gestricheltem Linienzug angedeutete, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Regelvorrichtung 21 für den Hilfsentladewiderstand 20 vorzusehen, die sicherstellt, daß mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine der Wert des Hilfsentladewiderstandes 20 abnimmt.

Im einfachsten Fall kann die nicht näher dargestellte Regelvorrichtung beispielsweise so aufgebaut sein, daß der Widerstand 20 ein in der Nähe des Zentrums des Magnetsystems 1 fest angeordneter magnetfeldabhängiger Widerstand (Feldplatte) ist und mit dem Magnetsystem 1 um diesen Widerstand als Fliehgewichte ausgebildete Magnete bewegt werden, wodurch sich mit größerer Drehgeschwindigkeit des Magnetsystems 1 die Magnete von dem Widerstand 20 entfernen und daraufhin der Widerstandswert kleiner wird.

Die Zündeinrichtung nach F i g. 3 gleicht ebenfalls im Prinzip derjenigen nach Fig.l. Die in beiden Ausführungen hinsichtlich Aufgabe und Wirkungsweise einander entsprechenden Schaltungselemente haben wieder die gleichen Bezeichnungen. Ebenso ergibt sich auch hier die an Hand von Fig.l beschriebene grundsätzliche Wirkungsweise. Der Unterschied gegenüber Fig.l besteht zunächst einmal darin, daß die Stirnseiten der Schenkel 18, 19 des Eisenkernes 17 gleichmäßigen Abstand von dem Magnetsystem 1 haben. Des weiteren befindet sich in einem Nebenschlußkreis des Zündkondensators i0 die vorzugsweise in Serie zu einem Schutzwiderstand 22 liegende Schaltstrecke A'-K' eines elektronischen Hilfsschalters 23, der im Beispielsfall ein Thyristor ist. Der Hilfsschalter 23 wird so gesteuert, daß er bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators 10 zeitlich noch vor dem Entladeschalter 13 in den stromdurchlassenden Zustand gelangt. Zu diesem Zweck liegt die Steuerstrecke C—AC'des elektronischen Hilfsschalters 23 gegebenenfalls über einem Widerstand 24 an einer Hilfswicklung 25, die bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine zeitlich noch vor der Steuerwicklung 3 durch das Magnetsystem 1 induktiv beeinflußt wird. Die Hilfswicklung 25 ist daher auf einem U-förmigen Eisenkern 26 angeordnet, dessen Schenkel 27, 28 im Sinne der falschen Drehrichtung der Brennkraftmaschine zwischen dem Eisenkern 4 der Ladewicklung 2 und dem Eisenkern 17 der Steuerwicklung 3 dem Magnetsystem 1 gegenüberstehen.

Bei einer mit der Zündeinrichtung nach Fig.3 ausgerüsteten Brennkraftmaschine ist ein Betrieb in falscher Drehrichtung deshalb unmöglich, weil in diesem Fall nach erfolgter Ladung des Zündkondensators 10 zunächst der elektronische Hilfsschalter 23 eingeschaltet wird und sich hierdurch der Zündkondensator 10 schon entladen kann. Wenn die von der Steuerwicklung 3 zur Verfügung gestellte Steuerspannung an die Steuerelektrode G des Entladeschalters 13 gelangt, so ist dann im Zündkondensator 10 keine Energie mehr für den Zündvorgang vorhanden. Bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine ist der Hilfsschalter 23 ohne Einfluß auf den Zündvorgang.

Die Zündeinrichtung gemäß Fig.4 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 3 lediglich dadurch, daß der elektronische Hilfsschalter 23 ein npn-Transistor ist und dessen Steuerung durch ein magnetfeldabhängiges Halbleiterbauelement 29 (Feldplatte) erfolgt. Das magnetfeldabhängige Halbleiterbauelement 29 bildet mit einem Bemessungswiderstand 30 einen im Nebenschluß des Zündkondensators 10 liegenden Spannungsteiler, dessen Zwischenabgriff 31 an der Steuerelektrode G' des elektronischen Hilfsschalters 23 angeschlossen ist.

Außerdem bildet das magnetfeldabhängige Halbleiterbauelement 29 mit einem aus magnetisch leitfähigem Material bestehenden Joch 32 eine Baueinheit, die auf das Magnetsystem 1 gerichtete Polschuhe 33, 34 aufweist. Dabei liegen diese Polschuhe 33, 34 im Sinne der falschen Drehrichtung der Brennkraftmaschine zwischen dem Eisenkern 4 der Ladespule 2 und dem Eisenkern 17 der Steuerspule 3 dem Magnetsystem 1 gegenüber.

Bei der Ausführung nach Fig.4 wird bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine ebenfalls der elektronische Hilfsschalter 23 eingeschaltet und somil der Zündkondensator 10 entladen, bevor die in dei Steuerwicklung 3 erzeugte Steuerwechselspannung ar die Steuerelektrode G des elektronischen Entladeschal ters 13 gelangen kann.

Die Einschaltung des elektronischen Hilfsschalters 2J erfolgt hier dadurch, daß das normalerweise seh niederohmige, die Steuerstrecke G'—K'aes Hilfsschcl ters 23 nahezu kurzschließende magnetfeldabhängig! Halbleiterbauelement 29 unter dem induktiven Einflul des Magnetsystems 1 sehr hochohmig wird und dam das infolge geringfügiger Entladung des Zündkondensa tors 10 am Zwischenabgriff 31 des Spannungsteilers 2i 30 vorhandene Potential in positiver Richtung wander wobei die Schaltstrecke A'-K'aus dem stromsperier den in den stromdurchlassenden Zustand gelangt B< richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine ist de

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Hilfsschalter 23 hier ebenfalls ohne Einfluß auf den Zündvorgang.

Die Zündeinrichtung nach Fig. 5 gleicht im Prinzip derjenigen nach Fig. 1. Die in beiden Ausführungen hinsichtlich Aufgabe und Wirkungsweise einander entsprechenden Schaltungselemente haben daher auch hier die gleichen Bezugszeichen. Schließlich ergibt sich auch hier die an Hand F i g. 1 beschriebene grundsätzliche Wirkungsweise. Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. I besteht zunächst einmal wieder darin, daß die Schenkel 18,19des Eisenkernes 17 gleichmäßigen Abstand von dem Magnetsystem 1 haben. Außerdem ist hier der elektronische Entladeschalter 13 außer durch die Steuerwicklung 3 noch durch eine Hilfsauslösungswicklung 35 in den stromdurchlassenden Zustand steuerbar. Die Hilfsauslösungswicklung 35 ist vorzugsweise über eine einen positiven Steuerstrom durchlassende Diode 36 an die Steuerelektrode G des Entladeschalters 13 angeschlossen und sitzt auf einem U-förmigen Eisenkern 37, der mit seinen zwei Schenkeln 38, 39 auf das Magnetsystem 1 gerichtet ist, und zwar an der etwa dem unteren Totpunkt des Kolbens entsprechenden Stelle.

Die Hilfsauslösungswicklung 35 wird somit bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators 10 zeitlich noch vor der Steuerwicklung 3 durch das Magnetsystem 1 induktiv beeinflußt.

Bei einer mit einer Zündeinrichtung gemäß Fig.5 ausgerüsteten Brennkraftmaschine ist ein Betrieb in falscher Drehrichtung ebenfalls ausgeschlossen, weil der Entladeschalter 13 durch die Hilfsauflösungswicklung 35 bereits in den stromdurchlassenden Zustand gesteuert wird und dadurch den Zündvorgang auslöst, bevor das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder komprimiert ist. Gelangt dann die in der Steuerwicklung 3 induzierte Steuerspannung in demjenigen Zeitpunkt an die Steuerelektrode G des Entladeschalters 13, in dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert ist, so ist im Zündkondensator 10 keine Energie mehr für einen Zündvorgang vorhanden. Bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine ist der durch die Hilfsauslösungswicklung 35 am Entladeschalter 13 bewirkte Steuervorgang ohne Einfluß, weil dann der Zündkondensator 10 bereits während des ordnungsgemäßen Zündvorganges entladen worden ist.

Die Zündeinrichtung nach Fig.6 gleicht im Prinzip ebenfalls derjenigen nach Fig.l. Die in beiden Ausführungen hinsichtlich Aufgabe und Wirkungsweise einander entsprechenden Schaltungselemente haben daher auch hier die gleichen Bezugszeichen. Ferner ergibt sich auch hier die an Hand Fig.l beschriebene grundsätzliche Wirkungsweise. Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig.l besteht darin, daß durch entsprechende induktive Beeinflussung der Steuerwicklung 3 sowohl bei verdichtetem Kraftstoff-Luft-Gemisch als auch bei noch nicht verdichtetem Kraftstoff-Luft-Gemisch eine für das Einschalten des elektronischen Entladeschalters 13 geeignete Steuerspannung erzeugt wird. Dies geschieht derart, daß bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine die bei verdichtetem Gemisch stattfindende induktive Beeinflussung der Steuerwicklung 3 und bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine die bei noch nicht verdichtetem Gemisch stattfindende induktive Beeinflussung der Steuerwicklung 3 auf den Ladevorgang des Zündkondensators 10 folgt Eine zweckmäßige Realisierung der vorgenannten

Maßnahme erreicht man dadurch, daß die Steuerwick lung 3 auf einem einen Dauermagnet 40 einschließender loch 41 angeordnet wird und daß relativ zu diesem Jocr

41 von der Brennkraftmaschine zwei aus magnetiscr leitfähigem Material bestehende Rückschlußstücke 42

43 bewegbar sind, von denen das eine Rückschlußstück

42 bei verdichtetem Gemisch und das andere Rückschlußstück 43 bei noch nicht verdichtetem Gemisch zum Schließen des über das Joch 41 geführten

ίο magnetischen Kreises ausgenutzt ist. Zu diesem Zweck sind die Rückschlußstücke 42, 43 mit dem Magnetsystem 1 baulich vereinigt. Die bauliche Vereinigung der Rückschlußstücke 42,

43 mit dem Magnetsystem 1 ist so ausgeführt, daß die Bewegungsbahn der induktiv wirksamen Teile 44 der

Rückschlußstücke 42,43 lediglich an den Stirnseiten des die Steuerwicklung 3 tragenden Joches 41 und die Bewegungsbahn der Pole /V₁ Sdes Magnetsystems 1 nur an den Stirnseiten der Schenkel 5, 6, 7 des die

Ladewicklung 2 tragenden Eisenkernes 4 vorbeiführt. Im Beispielsfall (Fig. 7) sind zu diesem Zweck die induktiv wirksamen Teile 44 der Rückschlußstücke 42, 43 ebenso wie das die Steuerwicklung 3 tragende Joch 41 gegenüber derjenigen Ebene erhöht und vorzugswei-

se magnetisch isoliert angeordnet, in der sich die Pole N, Sdes Magnetsystems 1 relativ zu dem die Ladewicklung

2 tragenden Eisenkern 4 bewegen. Dadurch erreicht man daß die Pole N. S des Magnetsystems 1 beim Vorbeibewegen an dem Joch 41 keinen unerwünschten

Einfluß auf die Steuerwicklung 3 ausüben und daß außerdem der Eisenkern 4 mit seiner Ladewicklung 2 nicht der Bewegung der Rückschlußstücke 42, 43 hinderlich ist. Um dies zu erreichen, kann man selbstverständlich auch die Rückschlußstücke 42, 43 an

der Stirnseite des Magnetsystems 1 mit kleinerem Abstand vom Mittelpunkt als die Pole N. S des Magnetsystems 1 anordnen und das die Steuerwicklung

3 tragende Joch 41 mit seinen Schenkelstirnseiten entsprechend auf die Bewegungsbahn der Rückschluß-

stucke 42,43 richten.

Die Wirkungsweise der Ausführung nach F ig. 6 und / ist folgende: Nimmt man an, daß die Brennkraftmaschine in der richtigen Drehrichtung anläuft, das Magnetsystem 1 also in Richtung des Pfdles Protiert.so

wird zunächst einmal beim Vorbeibewegen der Pole N. i an dem die Ladewicklung 2 tragenden Eisenkern 4 der ^undkondensator 10 aufgeladen. Daraufhin bewegt sich das Ruckschlußstück 42 mit seinem induktiv wirksamen

u, M ^a!L ^{)och 4I vorbei}· wodurch der von dem mT ,nn ^aus«^ehende· über das Joch 41 geführte Magnetnuß geändert und in der Steuerwicklung 3 eine Meuerspannung erzeugt wird, die den Entladeschalter u in den stromdurchlassenden Zustand steuert. Infolge

« 7nnd,^nUn1?^{ehr Über die} Primärwicklung 11 des 7"^nd*^ran,^sformat°rs «2 stattfindenden Entladung des Zundkondensators 10 tritt in der Sekundärwicklung i4 der el 7- Γ*^{112 ein} Hochspannungsstoß auf, rÜ« I"i:^UIJ,^{dfunken an der} Zündkerze 15 erzeugt it in dem Zeitpunkt, in dem das -Gemisch wenigstens annähernd niaxi^lct Bei einer üblichen Brennkraftmaschi-Tfttmmi/.f'"■ --■■^macn der Kolben kurz vor der oberen Totpunktlage befinden. Läuft daraufhin das Rückschluß-

fö? da?F?n i!",^{JoCh 41 vorbei}· ^so wird zwar auch eine Steuer,n_a„ ^{ahen des} ^ladeschalter* 13 geeignete weii zu d^an"^Uh|^er2eugt' ^die i^ed°ch unwirksam bleibt, nichtZU ^ZeitP«nkt der Zündkondensator 10 noch nicht w.eder aufgeladen ist Während des Betriebes der

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Brennkraftmaschine wiederholen sich dann die Zündvorgänge in der soeben beschriebenen Weise.

Läuft die Brennkraftmaschine in falscher Drehrichtung an, so rotiert das Magnetsystem 1 entgegen der Richtung des Pfeiles P. Hierbei bewegt sich jedoch nach der Aufladung des Zündkondensators 10 zunächst das Rückschlußstück 43 an dem die Steuerwicklung 3 tragenden Joch 41 vorbei, so daß bereits zu diesem Zeitpunkt der Entladeschalter 13 in den stromdurchlassenden Zustand gesteuert und der Zündfunke in der oben beschriebenen Weise erzeugt wird.

Da nun die Lage des Rückschlußstückes 43 am Magnetsystem 1 auf eine Lage, beispielsweise auf die untere Totpunktlage, des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine abgestimmt ist, in der keine wirksame Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches stattfinden kann, wird die Fortsetzung des Betriebes der Brennkraftmaschine in der falschen Drehrichtung gestört. Wenn nun anschließend durch die verbleibende Bewegungsenergie des Kolbens noch Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder komprimiert und durch Vorbeibewegen des Rückschlußstückes 42 am Joch 41 im richtigen Zündzeitpunkt in der Steuerwicklung 3 eine für das Einschalten des Entladeschalters 13 geeignete Steuerspannung erzeugt wird, so kann kein Zündvorgang mehr ausgelöst werden, weil dann der Zündkondensator 10 bereits entladen ist. Ein weiterer Betrieb der Brennkraftmaschine in der falschen Drehrichtung wird somit unterbunden.

Die soeben beschriebene Wirkung erhält man selbstverständlich auch dann, wenn die Unterbringung des Magneten 40 im Joch 41 unterbleibt und dafür die induktiv wirksamen Teile 44 als Magnete ausgebildet werden.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen enthält der Sekundärkreis des Zündtransformators 12 eine einzige Zündkerze. Es wird jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn der besagte Sekundärkreis mehrere Zündkerzen enthält, denen der Zündspannungsstoß in entsprechender Reihenfolge durch einen an sich bekannten Zündverteiler zugeführt wird. Dabei kann das Magnetsystem 1 gegebenenfalls über eine Übersetzung mit entsprechender Geschwindigkeit angetrieben werden bzw. in seinem Aufbau entsprechend ausgelegt sein.

Ferner wird es als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn das Magnetsystem 1 ruhend angeordnet ist und demgegenüber die Ladewicklung 2, die Steuerwicklung 3, die Hilfswicklung 23, die Hilfsauslösungswicklung 35 bzw. das magnetfeldabhängige Halbleiterbauelement 29 durch die Brennkraftmaschine in Bewegung versetzbar sind.

Schließlich können die Eisenkerne 4,17,26,32,37,41 auch innerhalb eines von der Brennkraftmaschine in Rotation versetzbaren topfförmigen Magnetsystem angeordnet und als sogenannte Sehnenanker ausgebildet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen, mit einem Zündkondensator, der einerseits zur Aufladung mit einer Ladewicklung eines Magnetgenerators verbunden ist und andererseits durch einen steuerbaren elektronischen Entladeschalter über die Primärwicklung eines mit seiner Sekundärwicklung an wenigstens einer Zündkerze liegenden Zündtransformator entladen wird, wobei zur Erzeugung einer Steuerspannung in einem Steuerstromkreis des Entladeschalters eine Steuerwicklung vorgesehen ist, deren induktive Beeinflussung gesondert von derjenigen der Ladewicklung erfolgt, wobei die induktive Beeinflussung der Ladewicklung durch ein im Magnetgenerator angeordnetes und von der Brennkraftmaschine relativ zur Ladewicklung und zur Sieuerwicklung bewegbares Magnetsystem erfolgt, und wobei schließlich bei unzulässiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine durch Herabsetzung wenigstens einer der für die Entladung des Zündkondensators notwendigen elektrischen Größen bei verdichtetem Gasgemisch die Erzeugung eines Zündfunkens unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Beeinflussung der Steuerwicklung (3) durch das Magnetsystem (1) erfolgt und daß die induktive Beeinflussung der Ladewicklung (2) und der Steuerwicklung (3) durch das Magnetsystem (I) nacheinander erfolgt.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung (3) auf einem Eisenkern (17) angeordnet ist, dessen Stirnseiten von dem Magnetsystem (1) einen in Bewegungsrichtung sich ändernden Abstand (a) haben.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum zwischen dem Ladevorgang des Zündkondensators (10) und dem Auftreten der in der S'euerwicklung (3) erzeugten Steuerspannung in bezug auf eine bestimmte Relativbewegung des Magnetsystems (1) bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine wesentlich kleiner als bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine gewählt ist und daß sich im Nebenschluß des Zündkondensators (10) ein Hilfsentladewiderstand (20) befindet, über den sich der Zündkondensator (10) nach erfolgter Ladung mit einer solchen Zeitkonstanten entladen kann, daß zum Zeitpunkt der in der Steuerwicklung (3) auftretenden Steuerspannung der Zündkondensator (10) bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine noch annähernd voll geladen, dagegen bei falscher Drehrichtimg der Brennkraftmaschine schon auf einen für den Zündvorgang unzureichenden Wert entladen ist.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfsentladewiderstand

(20) eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der (<o Brennkraftmaschine arbeitende Regelvorrichtung

(21) zugeordnet und mit Hilfe dieser Regelvorrichtung bei steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine der Wert des Hilfsentladewiderstandes (20) herabsetzbar ist.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Nebenschlußkreis des Zündkondensators (10) ein elektronischer Hilfs schalter (23) liegt, der bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators (10) zeitlich noch vor dem elektronischen Entladeschalter (13) in den stromdurchlassenden Zustand steuerbar ist.

6. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Hilfsschalter (23) mit einem in Serie geschalteten Schutzwiderstand (22) in dem Nebenschlußkreis des Zündkondensators (10) liegt.

7. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 5 bzw. 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Hilfsschalter (23) durch eine Hilfswicklung (25) infolge des relativ zu dieser Hilfswicklung bewegten Magnetsystems (1) steuerbar ist und bei fabcher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators (10) zunächst die Hilfswicklung (25) und dann erst die Steuerwicklung (3) durch das Magnetsystem (1) beeinflußt wird.

8. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 5 bzw. 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Hilfsschalter (23) durch ein magnetfeldabhängiges Halbleiterbauelement (29) infolge des relativ zu diesem Halbleiterbauelement (29) bewegten Magnetsystems (1) steuerbar ist, wobei das magnetfeldabhängige Halbleiterbauelement (29) mit einem Bemessungswiderstand (30) einen im Nebenschluß des Zündkondensators (10) liegenden Spannungsteiler bildet und bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators (10) zeitlich noch vor der Steuerwicklung (3) durch das Magnetsystem (1) beeinflußt wird.

9. Zündeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetfeldabhängige Halbleiterbauelement (29) mit einem aus magnetisch leitfähigem Material bestehenden joch (32) baulich vereinigt ist, welches auf das Magnetsystem (1) gerichtete Polschuhe (33,34) aufweist.

10. Zündeinrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Hilfsschalter (13) ein mit positiver Steuerspannung einschaltbares Halbleiterbauelement ist.

11. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Entladeschalter (13) außer durch die Steuerwicklung (3) noch durch eine Hilfsauslösungswicklung (35) infolge des ebenfalls relativ zu dieser Hilfsauslösungswicklung (35) bewegten Magnetsystems (1) steuerbar ist, wobei diese Hilfsauslösungswicklung (35) bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nach erfolgter Ladung des Zündkondensators (10) zeitlich noch vor der Steuerwicklung (3), und zwar während des wenigstens annähernd unverdichteten Zustandes des Gemisches durch das Magnetsystem (1) beeinflußt wird.

12. Zündeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der von der Sieuerwicklung (3) als auch in der von der Hilfsauslösungswicklung (35) zum Entladeschalter (13) führenden Verbindung eine nur positiven Steuerstrom zum Entladeschalter (13) durchlassende Diode (16 bzw. 36) vorgesehen ist.

13. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die induktive Beeinflussung der Steuerwicklung (3) sowohl bei verdichtetem Gemisch als auch bei noch nicht verdichtetem Gemisch eine für das Einschalten des elektronischen

Entladeschalters (13) geeignete Steuerspannung erzeugt wird, derart, daß bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine die bei verdichtetem Gemisch stattfindende induktive Beeinflussung der Steuerwicklung (3), dagegen bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine die bei noch nicht verdichtetem Gemisch stattfindende Beeinflussung der Steuerwicklung (3) auf den Ladevorgang des Zündkondensators (10) folgt.

14. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung (3) auf einem wenigstens einen Magnet (40) einschließenden Joch (41 j sitzt und daß relativ zu diesem Joch (41) von der Brennkraftmaschine wenigstens zwei aus magnetisch leitfähigem Material bestehende Rückschlußstücke (42,43) bewegbar sind, von denen das eine Rückschlußstück (42) bei verdichtetem Gemisch und das andere RückschluOstück (43) bei noch nicht verdichtetem Gemisch zum Schließen des über das Joch (41) geführten magnetischen Kreises ausgenutzt ist.

15. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlußstücke (42,43) mit dem Magnetsystem (1) baulich vereinigt sind.

16. Zündeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die bauliche Vereinigung der Rückschlußstücke (42,43) mit dem Magnetsystem (1) so ausgeführt ist, daß die Bewegungsbahn der induktiv wirksamen Teile (44) der Rückschlußstücke (42, 43) lediglich an den Stirnseiten des die Steuerwicklung (3) tragenden Joches (41) und die Bewegungsbahn der Pole (N, S) des Magnetsystems (1) nur an den Stirnseiten des die Ladewicklung (2) tragenden Eisenkernes (4) vorbeiführt.